TUGAS AKHIR STUDI KASUS SISTEM PENGISIAN BEBAN PEMAKAIAN ARUS LISTRIK PADA KIJANG SERI 5K

Tugas Akhir

TUGAS AKHIR

STUDI KASUS SISTEM PENGISIAN BEBAN PEMAKAIAN ARUS LISTRIK PADA KIJANG SERI 5K Diajukan Sebagai Persyaratan Memperoleh Gelar Sarjana Strata Satu (S1)

Oleh : SAHAT MAROLOAN SITIO 4130411-041

PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN UNIVERSITAS MERCUBUANA JAKARTA 2008 1 Universitas Mercubuana

Tugas Akhir

LEMBAR PENGESAHAN Laporan Tugas Akhir

STUDI KASUS SISTEM PENGISIAN BEBAN PEMAKAIAN ARUS LISTRIK PADA KIJANG SERI 5K Diajukan Sebagai Persyaratan Memperoleh Gelar Sarjana Strata Satu (S1)

Laporan Tugas Akhir ini Telah Diteliti & Disetujui : Oleh : Jakarta, Agustus 2008 Mengetahui Pembimbing Ka. Prodi Teknik Mesin ( Nanang Ruhyat ST.M ) ( Ir. Rully Nutranta M.Eng )

2 Universitas Mercubuana

Tugas Akhir

PERYATAAN KEASLIAN ISI SKRIPSI Bersama ini,

Nama Lengkap

: Sahat Maroloan Sitio

Nomor Mahasiswa : 4130411-041 Mahasiswa Program Studi Teknik Mesin Fakultas Teknologi Industri Universitas Mercu Buana

MENYATAKAN Bahwa skripsi yang saya buat ini adalah hasil karya saya sendiri dan bukan merupakan duplikasi sebagian atau seluruhnya dari hasil karya orang lain ,kecuali sudah disebutkan sumbernya.

Jakarta, Agustus 2008

Sahat Maroloan Sitio 3 Universitas Mercubuana

Tugas Akhir

Abstrak

Oleh : Sahat Maraloan 4130411-0

Sistim pengisian merupakan bagian dari elektrikal grup ada kendaraan khususnya otomotif, dalam kerja nya sistim pengisian berfungsi untuk memberikan pelengkap acecoris pada kendaraan, dalam sistem pengisian awalnya sebagai pelengkap dalam kendaraan dengan memberikan penerangan pada kendaraan sewaktu berjalan, tetap pada perkembangannya sistim pengisian sangat mutlak di perlukan dalam kendaraan agar si pemakai kendraan bisa menggunakan beberapa accesories tambahan pada kendraannya, kalau kita lihat sekarang ini banyak kendaraan makai perangakat sound sistem bahkan inventer yang berkapasitas tinggi sehingga pendingin pun seperti kulkas bisa di masukkan ke dalam mobil atau kendaraan hal ini tidak terlepas dari sistim pengisian. Ada tiga metode utama dalam sistim pengisian agar bisa berkerja maksimal dan bisa kita gunakan fungsinya secara maksimal seperti penjelasan aplikasi diatas yang diantaranya adalah,daya pemakai pada sistim pengisian cukup ,kapasitas batere mendukung suplai arus yang akan di lepas dan di isi, serta daya alternator sebagai generator pembangkit listrik bisa mempunyai daya yang besar atau seimbang sesuai beban yang kita inginkan. Dari hasil penganalisaan beban pemakaian arus listrik pada kijang Kehilangan tegangan Sistem Pengisian tidak boleh lebih dari : Sistem Pengisian

7 Volt

0,2 Volt

14 Volt

0,4 Volt

28 Volt

0,8 Volt

Kata Kunci : Alternator


seri 5 K,

Tugas Akhir KATA PENGANTAR

Segala puji syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yesus Kristus, yang selalu melimpahkan rahmatNya sehingga penulis dapat menyelesaikan tugas akhir ini. Penyusunan tugas akhir ini merupakan akhir dari masa studi yang harus ditempuh guna melengkapi syarat ujian kesarjanaan Program Studi Teknik Mesin Fakultas Teknologi Industri Universitas Mercu Buana. Penulis berharap skripsi ini dapat bermanfaat bagi semua pihak khususnya pada dunia industri. Karena keterbatasan penulis,masih banyak kekurangan dalam penulisan skripsi ini. Oleh karena itu saran dan kritik sangat penulis harapkan demi perbaikan. Pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih atas perhatiannya serta dorongan yang diberikan kepada penulis selama menyelesaikan studi dan skripsi, ucapan kepada :

1. Ayah S.Sitio dan Ibu R.Raja Guk-guk tercinta atas doa, perhatian dan dorongan semangat baik secara langsung dan tidak langsung yang tidak pernah kenal kata lelah. 2. Abang, kakak serta adik-adikku terkasih.Dan keluarga Teristimewa Ester Vivi Rianty Hutasoit, sebagai bagian hidup yang membuatku seperti sekarang ini. 3. Bapak Nanang Ruhyat ST.M selaku dosen pembimbing yang telah memberikan bimbingan, dorongan dan saran kepada penulis. 4. Bapak Ir. Rulli Nutantra M.Eng selaku Kepala Program Studi Teknik Mesin Fakultas Teknologi Industri


Tugas Akhir 5. Seluruh staff dan dosen pengajar Program Studi Teknik Mesin dan seluruh tim penguji khususnya program studi teknik mesin industri yang selama ini telah memberikan sumbangsih dalam proses perkuliahan. 6. Teman - teman sekerja yang telah membantu penulis dalam dalam mengumpulkan data dan materi skripsi 7. Rekan – rekan seangkatan Program Studi Teknik Mesin Angkatan V Universitas Mercu Buana. Selanjutnya sebagai manusia penulis mengakui bahwa laporan Tugas Akhir ini masih jauh dari sempurna untuk itu penulis mengaharapkan saran dan bukan kritik demi kebaikan penulis.

Jakarta, Agustus 2008

Penulis


Tugas Akhir DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL .......................................................................................

i

HAL.PENGESAHAN DOSEN .....................................................................

ii

HAL.PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI .............................................

iii

ABSTRAK ......................................................................................................

iv

KATA PENGANTAR ....................................................................................

v

DAFTAR ISI...................................................................................................

vii

DAFTAR GAMBAR ......................................................................................

viii

DAFTAR TABEL ..........................................................................................

x

BAB I PENDAHULUAN 1.1

Latar Belakang Masalah ....................................................................

1

1.2

Tujuan Penulisan ...............................................................................

2

1.3

Batasan Masalah ................................................................................

2

1.4

Metode Penulisan...............................................................................

2

1.5

Jadual Pelaksanaan ............................................................................

3

1.6

Sistematika Penulisan ........................................................................

6

BAB II DASAR TEORI 1.1

Sistim pengisian .................................................................................

7

1.1.1. Alternator .................................................................................

7

1.1.2.Konstruksi Alternator ...............................................................

8

1.1.3.Fungsi komponen alternator .....................................................

9


Tugas Akhir 1.1.4.Rumah Alternator .....................................................................

10

1.1.5.Roda puli ...................................................................................

11

Tugas alternator dan perbedaannya dengan generator.......................

12

1.2.1.Prinsip pembangkit tegangan ....................................................

13

1.2.2.Konstruksi rotor dan terjadinya pembentukan medan magnet .

14

1.2.3.Pembagian listrik 3 phase .........................................................

15

1.2.3.1.Arti pembangkit listrik 3 phase.....................................

15

1.2.3.2.Perbedaan rangkaian bintang dengan segitiga .............

16

Diode (Penyearah arus)......................................................................

17

1.3.1.Tugas diode ...............................................................................

17

1.3.2.Perbedaan diode positif dengan negatif ....................................

18

Regulator............................................................................................

19

1.4.1.Regulator tegangan konvensional .............................................

19

1.4.2.Prinsip kerja regulator konvensional ........................................

20

1.4.2.1.Cara kerja regulator 1 kontak .......................................

20

1.4.2.2.Cara kerja regulator 2 kontak .......................................

21

1.4.3.Regulator tegangan elektronik ..................................................

21

1.5

Diode zener ........................................................................................

22

1.6

Transistor ...........................................................................................

23

1.2

1.3

1.4

BAB III ANALISA BEBAN ARUS LISTRIK PADA KENDARAAN 3.1

Syarat pengisian, cara mengukur dan tabel ....................................... 8

Universitas Mercubuana

25

Tugas Akhir 3.2

Mengukur kehilangan tegangan pada system pengisian ....................

28

BAB IV OVERHOUL DAN TROUBLE SHOOTING 4.1

Overhoul dan pemeriksaan komponen ..............................................

30

4.2

Assemblying alternator ......................................................................

32

4.3

Pengetesan dan penggantian diode ....................................................

34

4.4

Pengetesan diode ...............................................................................

35

4.4.1.Cara pelepasan diode dari braketnya ........................................

37

4.4.2.Pemeriksaan stator ....................................................................

38

4.4.3.Pemeriksaan rotor .....................................................................

39

BAB V PENUTUP 5.1 Kesimpulan ..........................................................................................

42

5.2 Saran ....................................................................................................

42

DAFTAR PUSTAKA .....................................................................................

41

DAFTAR LAMPIRAN ..................................................................................

42


Tugas Akhir DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1. Alternator built in ........................................................................

7

Gambar 2.2. Konstruksi alternator ...................................................................

8

Gambar 2.3. Rotor, stator, dioda ......................................................................

9

Gambar 2.4. Rumah bantalan alternator. ........................................................

10

Gambar 2.5. Puli alternator ..............................................................................

11

Gambar 2.6. Prinsip pembangkit tegangan ......................................................

13

Gambar 2.7. Medan magnit pada rotor ............................................................

14

Gambar 2.8. Pembagian listrik 3 phase ...........................................................

15

Gambar 2.9. Pembagian listrik 2 phase ...........................................................

15

Gambar 2.10.Perbedaan rangkaian bintang dan segitiga .................................

16

Gambar 2.11.Teori dioda .................................................................................

17

Gambar 2.12.Beda diode positif dan negatif ...................................................

18

Gambar 2.13.Konstruksi regulator ...................................................................

19

Gambar 2.14. meregulasi tegangan alternator .................................................

20

Gambar 2.15. Cara kerja alternator 1 kontak ...................................................

20

Gambar 2.16. Cara kerja alternator 2 kontak ...................................................

21

Gambar 2.17. Perbedaan diode zener dengan diode biasa ...............................

22

Gambar 2.17. Perbedaan diode zener dengan diode biasa ...............................

22

Gambar 2.18. Simbol transistor .......................................................................

23


Tugas Akhir Gambar 2.19. Rangkaian relay dan transistor ..................................................

24

Gambar 3.1. Rangkaian Ampermeter dan Voltmeter .....................................

27

Gambar 3.1. Pengukuran kehilangan tegangan pada system pengisian..........

28

Gambar 4.1. Overhoul Alternator ...................................................................

31

Gambar 4.2. Assemblying Alternator .............................................................

33

Gambar 4.3. Pengetesan dan penggantian dioda ............................................

34

Gambar 4.4. Pengetesan diode ........................................................................

36

Gambar 4.5. Cara pelepasan diode dari braketnya .........................................

37

Gambar 4.6. Pemeriksaan stator .....................................................................

38

Gambar 4.7. Pemeriksaan rotor ......................................................................

41


Tugas Akhir DAFTAR TABEL DAN GRAFIK

Tabel 1.1. Metodologi penelitian .....................................................................

4

Tabel 1.2. Jadual penelitian .............................................................................

5

Tabel 2.1. Prinsip kerja alternator ....................................................................

12

Tabel 3.1. Perhitungan daya dan arus pemakaian ............................................

25

Tabel 3.2. Daya dan arus pemakaian ...............................................................

26

Tabel 3.3. Toleransi pengisian alternator .........................................................

27

Tabel 4.1. Pengetesan diode.............................................................................

35


Tugas Akhir BAB I PENDAHULUAN

1.1.

Latar Belakang Otomotif tidak terlepas dari yang namanya sistim pengisian(charging system), dalam kerjanya sistim pengisian tidak luput dari sukses berkerja nya mesin dalam kendaraan, hal ini di maksud adalah bagaimana peran penting mesin untuk bisa melakukan kerjanya dalam kondisi konstan,idle atau pun speeding, di mana ritme mesin kondisi tersebut akan berefek pada pada siklus dan trigger dari sistim pengisian, dalam kerjanya sistim pengisian mempunyai beberapa komponen utama yang di antaranya adalah : accu, alternator,regulator dan komponen pendukung lainnya, pada intinya dimana pada ketiga komponen tersebut

mempunyai beberapa komponen

elektronika yang secara fungsi dan karakteristik berbeda dalam kerjanya. Ada tiga hal utama dalam kerjanya suatu sistim pengisian bisa di katakan sukses dalam melakukan trigger terhadap kebutuhan kelistrikan pada kendaraan yaitu diantranya adalah : 1. daya pemakaian arus 2. kapasitas batere 3. daya alternator Dari ketiga hal tersebut syarat dimana pengisian bisa berkerja secara maksimal, sebagai gambaran daya pemakaian arus harus di lakukan perhitungan terhadap jumlah komponen listrik yang akan di pasang ke dalam kendaraan, disisi lain kita juga harus bisa melihat kapsitas dari batere kita lihat specifikasi pemakaian daya dan kemampuan batere dalam menyimpan arus yang di kirim oleh sistim pengisian, kemudian yang terpenting juga bagaimana daya alternator bisa mensuplai arus awal yang belum di lakukan regulasi oleh komponen regulator, bila alternator sebagai 13 Universitas Mercubuana

Tugas Akhir sumber utama arus sudah tidak bisa menghasilkan daya yang bagus, secara global fungsi dari alternator juga akan berakibat fatal yaitu timbulnya kegagalan dalam sistim pengisian.

1.2.

Tujuan Penulisan Adapun tujuan penulisan tugas akhir ini adalah untuk menjelaskan komponen komponen sistim pengisian belakang pada mesin cut-way sebagai alat simulasi, cara kerja dari komponen sistim pengisian dan study kasus analisa beban pemakaian arus listrik pada kendaraan

1.3.

Batasan Masalah Permasalahan yang akan di bahas dalam tugas akhir ini penulis menitik beratkan pada penjelasan fungsi komponen sistem pengisian dan study khasus analisa beban pemakaian arus listrik pada kendaraan

1.4.

Metode Penulisan Metode penulisan dalam menyusun tugas akhir ini adalah di lakukan dengan melalui beberapa tahapan, yang di antaranya : 1.4.1 Studi reverensi, dilakukan oleh penulis guna mendukung dalam penulisan serta mencari referensi data yang bersifat teoritis, pengembangannya asapek teknologi dan lingkungan. Metode observasi,dilakukan dengan cara melakukan pengamatan cara kerja sistim pengisian secara detail sebelum melakukan study kasus analisa beban pemakaian arus listrik pada kendaraan 1.4.2

Metode pengujian, dilkukan terhadap mesin cut-way yang di simulasikan secara langsung. 14


Tugas Akhir 1.4.3 Diskusi

dengan beberapa dosen dalam waktu-waktu tertentu sebagai

tambahan reverensi terhadap pembahasan tugas akhir ini.

1.5.

Jadual Pelaksanaan Berdasarkan metode penelitian yang telah di jelaskan pada bagian sebelumnya, penelitian dalam setudy khasus ini di jadualkan untuk dilaksanakan dalam kurun waktu lima bulan dan secara garis besar dibagi ke dalam enam tahap,yang meliputi : •

Tahap 1, yaitu persiapan penelitian dalam setudy khasus, yang mencakup aktivitas penentuan tujuan dalam penelitian,mencari landasan teori, indentifikasi

variable-

variabel penelitian serta indentifikasi elemen-elemen dari setiap variable penelitian study kasus sistim pengisian tersebut.

•

Tahap 2, yaitu study pendahuluan study pengamatan terhadap sistim kerja bagianbagian sistim pengisian serta pemilihan study khasus analisa beban arus pemakaian listrik pada kendaraan.

•

Tahap 3, yaitu study khasus yang mencakup indetifikasi data yang di perlukan ,indentifikasi cara pengumpulan data dan indentifikasi sampel penelitian.Pada tahap ini akan dilakukan penelitian terhadap alat yang sudah ada dan kemudian di sinkronisasikan dengan media cut-way engine untuk di buat simulasi cara kerja dari sistim pengisian.

•

Tahap 4, yaitu aplikasi perhitungan dimana hasil dari study khasus tersebut kemudian di realisasikan dalam bentuk throuble shooting dalam sistim pengisian (charging system)


Tugas Akhir Tujuan penelitian:studi khasus sistim pengisian dan beban pemakian arus listrik

Landasan teori

Indentifikasi Variabel‐ variabel penelitian : ‐ Konstruksi alteranator ‐ Cara kerja sistim pengisian ‐ Perhitungan analisa beban arus yang di pakai pd kendaraan

Identifikasi Penentuan kegagalan sistim

STUDI PERANCANGAN

PENDAHULUAN Cut-way

Studi Dokumentasi,obyek penelitian :pustaka,website /internet

Survay Lokasi Pabrikasi & penempatan lokasi

Observasi obyek study khasus

Pemilhan topik bahasan study khasus

Perancangan cut‐way engine untk simulasi

Indentifikasi komponen

Verifikasi Rancangan

KESIMPULAN

Pabrikasi cut‐way

Perakitan sistim pengisian cut‐way

PENGUJIAN AWAL

Hasil Pengujian dan Kendala‐ Kedala Pengujian

Running Test

Kondisi Setelah Awal Pengujian

Saran Dan Perbaikan

Perbaikan dan modifikasi

Kreteria keberhasilan simulasi sistim pengisian

Perhitungan tingkat keberhasilan

Gambar 1.1. Metodologi Study Khasus yang di terapkan Tahap 5,yaitu pengolahan data study khasus sistim pengisiandan pengujian awal yang mencakup aktifitas persiapan data karakteristik obyek penelitian dan proses transfer teknologi 16 Universitas Mercubuana

Tugas Akhir beserta factor-faktor yang mempengaruhinya.hal ini di maksudkan unntuk mendapatkan hasil yang optimal dalam analisa, •

Tahap 6,yaitu penyusunan laporan akhir,yang mencakup aktifitas analisa dan penarikan kesimpulan dari study khasus dan simulasi/ runnig test alat cut-way enggine yang telah di buat sebagai media untuk simulasi.pada tahapan ini akan di susun hasil yang telah di dapat dari penelitian sehingga bisa menghasilkan suatu laporan yang komprehensif. Bar chart/tabel dari jadwal penelitian dapat dilihat di bawah ini : Tabel 1.1 Jadual penelitian

KEGIATAN Minggu ke-

feb 2008 1

2

3

mar2008 4

1

2

3

Apr 2008 4

1

2

3

Mei 2008 4

1

2

3

Juni 2008 4

1

2

3

Juli 2008 4

1

2

1.persiapan penelitaian 2.Studi pendahuluan

3.Perancangan 4.pabrikasi pembuatan cutway 5.penyusunan laporan

1.6.

Sistematika Penulisan

Untuk memudahkan proses penulisan dan pembahasan study khasus ini penulis membuat sistimatika penulisan berdasarkan data yang di dapat sebagai berikut : 17 Universitas Mercubuana

3

4

Tugas Akhir

BAB I

PENDAHULUAN Pada

bab

ini

menjelaskan

latar

belakang

penulisan,tujuan

penulisan,pembatasan masalah,metodologi penulisan dan sistimatika penulisan.

BAB II

TEORI DASAR Berisi tentang teori dasar sistim pengisian dan cara kerja beberapa komponen-komponen sistim pengisian yang di gunakan untuk menunjang dalam study khasus systim pengisian pada cut-way engine sebagai media untuk simulasi, dengan menggunakan hipotesa dan pendekatan rumus bantuan dalam penentuan analisa beban arus listrik pada kendaraan.

BAB III PERHITUNGAN ANALISA BEBAN ARUS LISTRIK PADA TOYOTA KIJANG SERI 5K Pada bab ini berisi tentang study khasus dan contoh perhitungan perhitungan beban pemakaian arus pada kendaraan.

BAB IV OVERHOUL DAN THROUBLE SHOOTING SISTIM PENGISIAN Pada bab ini berisi tentang metode dan cara-cara overhoul serta assymbly komponen utama sistim pengisian dan cara pemngukuran komponen elektronika sistim pengisian.

BAB V

PENUTUP Pada bab ini berisi tentang kesimpulan dari hasil pembahasan tugas akhir ini dan di sertai saran-saran pengembangan.

BAB II TEORI DASAR

2.1

SISTIM PENGISIAN 18


Tugas Akhir 2.1.1. Alternator1 2 5

1

6

9

10 8 Gambar.2.1. Alternator built in

7

Keterangan : 1. Dioda

6. Kipas pendingin

2. Plat dudukan dioda

7. Rotor (kumparan medan)

3. Cincin gesek

8. Sikat arang

4. Kumparan pembangkit (stator)

9. Bearing belakang

5. Bearing depan

10. Rumah stator

2.1.2. Konstruksi alternator2

1

Bahan Ajar VEDC 2007‐2008

2

www.modul smsk.com


Tugas Akhir

Gambar .2.2. konstruksi alternator

2.1.3. fungsi komponen alternator


Tugas Akhir

Rotor Fungsi :Membentuk medan magnet pada kuku rotor

Stator Fungsi : Membangkitkan tegangan bolak-balik 3 phase

Diode Fungsi : Menyearahkan arus bolak-balik 3 phase dan startor

Gambar. 2.3. Rotor, stator,Diode

2.1.4. Rumah Alternator 21 Universitas Mercubuana

Fungsi : Menyediakan tempat berputar bagi startor dengan celah sekecil

Tugas Akhir mungkin

Rumah bantalan muka

Rumah bantalan belakang

Gambar.2.4.Rumah bantalan Alternator


Tugas Akhir Kipas Pendingin Fungsi : •

Mendinginkan dioda-dioda

•

Putaran pulley dapat dibolakbalik

Fungsi : • Mendinginkan dioda-dioda • Putaran pulley tidak dapat dibolakbalik 2.1.5. Roda Puli

Fungsi : •

Memindahkan tenaga putar dari mesin ke rotor

•

Menentukan perbandingan putaran mesin dengan alternator

Gambar.2.5.Puli alternator

2.2.

Tugas Alternator dan Perbedaannya dengan Generator 23


Tugas Akhir

Tugas Alternator : Saat mesin hidup, sebagai y Sumber energi untuk seluruh kebutuhan energi listrik dalam mobil y Pengisi baterai agar selalu siap pakai

Alternator pertama kali dibuat pada tahun : 1967 Karena dapat diproduksi dioda penyearah berdaya besar.

o Table Perbedaan prinsip kerja alternator dengan generator

Tabel.2.1.prinsip kerja alternator

Alternator

Generator

Kumparan pembangkit

y Diam

y Berputar

Kumparan medan

y Berputar

y Diam

Penyearah

y Dioda

y Komutator

Produksi arus

y Tidak diregulasi

y Perlu diregulasi

Keuntungan

y Pada putaran rendah tegangan

y Jika hubung singkat generator aman

cukup y Tidak perlu tempat yang luas

y Pada putaran rendah tegangan kecil

Kerugian

Bila hubung singkat alternator rusak

y perlu tempat relatif luas

2.2.1. Prinsip Pembangkit Tegangan


Tugas Akhir

Gambar.2.6.prinsip pembangkit tegangan

Keterangan gambar: 1. Volt meter 2. Rotor magnet 3. Kumparan pembangkit 4. Medan magnet 5. Poros rotor


Tugas Akhir

2.2.2. Konstruksi rotor dan terjadinya pembentukan medan magnet

1. Kumparan medan 2. Poros Rotor

1. Kuku – kuku magnet 2. Kumparan magnet 3. Poros rotor

1.Pembentukan

medan

magnet pada rotor

Gambar.2.7.medan magnit pada rotor


Tugas Akhir

2.2.3.Pembangian Listrik 3 Phase dengan Rangkaian Bintang dan Segitiga

1.2.3.1. Arti pembangkit listrik 3 pase Pembangkit listrik dari 3 sumber

Pembangkit 3 phase dengan 1 pasang pada magnet / rotor membutuhkan 3 pasang pada stater Gambar.2.8.pembagian listrik 3 phase

Pembangkit 3 phase dengan 6 pasang pol magnet / rotor membutuhkan 3 * 6 = 18 pasang pol stator.

Gambar.2.9.pembagian listrik 2 phase


Tugas Akhir 2.2.3.2.Perbedaan rangakain bintang dengan rangkaian segitiga

Gambar.2.10. perbedaan rangkaian bintang dan segitiga

2.3. Diode (Penyearah arus) 28 Universitas Mercubuana

Tugas Akhir

2.3.1.Tugas diode : Menyearahkan arus bolak – balik dari stator

Prinsip penyearah diode

Penghambatan : Bila katoda diberi polaritas positif dan anoda diberi polaritas negatif, maka arus terhambat

lampu mati

Pengaliran : Bila katoda diberi polarotas (+) dan anoda diberi polaritas (-), maka arus mengalir

lampu menyala

Gambar.2.11.Teori dioda


Tugas Akhir 2.3.2.Perbedaan diode positif dengan negatif

Diode Positif

Diode Negatif

Plat dudukan dioda negatif

Plat dudukan dioda positif Diode positif dan negatif hanya digunakan pada teknik mobil, supaya sesuai dengan pelat pendingin

Gambar.2.12.Beda diode positif dan negatif 2.4.

Regulator3

3

www.modul smk.com


Tugas Akhir

Gambar.2.13. Konstruksi regulator

2.4.1. Regulator Tegangan Konvensional

Mengapa tegangan alternator perlu diregulasi ? Untuk menyesuaikan tegangan kerja sistem kelistrikan dengan stabil

Mengapa arus alternator tidak diregulasi ? Karena dibatasi oleh konstruksi alternator

Apa tugas dari regulator ? Meregulasi tegangan agar tetap stabil pada tegangan kerja / regulasi

2.4.2.Prinsip kerja regulator konvensional :

Untuk meregulasi tegangan alternator dilakukan dengan cara menghubungkan arus yang ke kumparan medan / rotor


Tugas Akhir

Gambar.2.14. meregulasi tegangan alternator

Sakelar tertutup : Medan magnet besar

tegangan besar

Sakelar terbuka : Medan magnet kecil

tegangan kecil

2.4.2.1. Cara kerja regulator 1 kontak

Gambar.2.15. Cara kerja regulator 1 kontak

Keuntungan

Kerugian

Konstruksi sederhana

y Meregulasi tidak stabil y Tegangan regulasi kasar / tidak stabil

2.4.2.2. Cara kerja regulator 2 kontak 32 Universitas Mercubuana

Tugas Akhir

Gambar.2.16. Cara kerja regulator 2 kontak

Keuntungan

Kerugian

y Meregulasi tegangan dengan halus dan

y

Konstruksi rumit

stabil y Tegangan regulasi rata / konstan

2.4.3. Regulator Tegangan Elektronik

Regulator elektronik menggantikan regulator konvensional dengan hasil yang lebih baik

Keuntungan : 1. Meregulasi tegangan lebih teliti 2. Meregulasi tegangan sangat sangat peka (> 200 Hz) 3. Lebih kecil, memerlukan sedikit tempat 4. Bebas korosi pegas, bebas keausan kontak

Rangkaian

keterangan untuk kode – kode di bawah ini :


Tugas Akhir

2.5.

R1/R2/R3

= Tahanan

Z

= Dioda Zener

T1/T2

= Transistor

D+

: Dari positif alternator

E

: Emitor

DF

: Ke kumparan medan

B

: Basis

D-

: Ke masa alternator

C

: Kolektor

Diode Zener

Perbedaan dengan diode biasa : Zener diode

Diode

Pemakaian pada arah : penghambatan

Pemakaian pada arah : pengaliran

Gambar.2.17. Perbedaan diode zener dengan diode biasa


Tugas Akhir Sifat – sifat : Tegangan hambat (Uz) adalah besar tegangan yang tetap mengalirkan arus melalui diode Zener (Contoh ≈ 10 V) Tegangan alir diode zener sama seperti diode biasa

Tugas diode zener pada regulator : Sama dengan pengatur tegangan (

Pada regulator konvensional kumparan)

Keuntungan : Bekerja lebih teliti dan peka (pada kumparan di pengaruhi oleh tutup regulator dan celah magnet)

2.6.

Transistor

Simbol transistor C

E

B

B

NPN

C

E

PNP

Gambar.2.18. Simbol transistor

Cara kerja : 35 Universitas Mercubuana

Tugas Akhir Transistor bekerja seperti relai Warnailah arus pengendali ! Warnailah arus utama ! Berilah kode terminal pada transistor ! Apa fungsi R ? Membatasi arus basis supaya transistor tidak rusak

Gambar.2.19. Rangkaian relai dan transistor

Tugas transistor pada regulator Sebagai pemutus dan penghubung arus medan yang dikontrol oleh Zener Diode Keuntungan : Anti korosi, bisa mengatur besar arus medan dan lebih cepat untuk buka tutupnya.

BAB III 36 Universitas Mercubuana

Tugas Akhir ANALISA BEBAN ARUS LISTRIK PADA KENDARAAN

3.1. Syarat Pengisian, Cara Mengukur dan Tabel

Tiga hal utama Syarat Pengisian yang harus disesuaikan : 1.Daya pemakai 2.Kapasitas bateray 3.Daya alternator •

Menghitung daya dan arus pemakai (Pp) alternator 14 volt

Tabel 3.1. perhitungan daya dan arus pemakaian Pemakai tetap/faktor 1,0

Watt

Pemakai tidak tetap (PP2)

(PP1)

Daya

Faktor

Watt

Pengapian

20

Daya rata – rata watt

Kipas listrik

80

0,5

40

Pompa bensin listrik

170

Pemanas kaca

60

0,5

30

Radio

12

Penghapus kaca

80

0,25

20

Lampu dekat

100

Kipas radiator listrik

120

0,70

84

Lampu kota

40

Lampu jauh tambahan

110

0,10

11

Lampu nomor

10

Lampu kabut

110

0,10

11

Lampu panel

8

Lampu parkir

42

0,70

29,4

Lampu tanda samping

16

Lampu tanda belok

84

0,70

58,2

Jumlah daya pemakai tetap

PP

=

Jumlah daya pemakai tidak tetap

PP1 + PP2

---- PP 37

Universitas Mercubuana14 V

PP

= ______________Watt

Tugas Akhir Arus pemakai (IP) =

•

PA

-----

IP

= ______________Amper

Menentukan daya alternator 14 Volt (PA)

= 14 Volt x Ip

Berdasarkan pengalaman teknik dibuat tabel.

Tabel 3.2.daya dan arus pemakaian Daya pemakai (PP) 14 Volt

Arus alternator (IA)

250

28

250...

350...

450...

550...

675...

800...

350

450

550

675

800

950

35

45

55

Menentukan kapasitas baterai dari segi alternator Kapasitas baterai arus alternator x 1 jam. Bila kapasitas baterai tidak sesuai : •

Terlalu kecil ; baterai cepat penuh

•

Terlalu besar ; baterai lama penuh

Cara pengukuran Rangkaian Ampermeter dan Voltmeter pada sistem pengisian :


65

75

90

Tugas Akhir

Gambar.3.1. Rangkaian Ampermeter dan Voltmeter

P

= Lampu indicator

U = Tegangan alternator

T

= Variabel resistor

A = Arus alternator

B.Menginterprestasi hasil ukur dengan tabel

Contoh alternator 14 V 45 V.

Hasil

ukur

yang

baik

adalah

voltmeter

menunjuk

14

volt

bersamaan

ampermeter menunjuk 45 amper bila langsung diukur pada alternator.

Di dalam teknik dibuat toleransi seperti contoh tabel pengisian alternator :

Tabel.3.3.toleransi pengisian alternator Jenis alternator

Hasil regulasi tegangan (V)

Besaran arus (A)

6V

40 A

6,8 .......................... 7,2

38 ............................... 40

12 V

30 A

13,8 .......................... 14,5

28 ............................... 30

28 V

55 A

27,7 .......................... 29

43 ............................... 55

y Pemilihan tegangan alternator tergantung pemakaian sistem tegangan pada mobil. y Penentuan besar arus alternator tergantung perhitungan jumlah pemakaian. 39 Universitas Mercubuana

Tugas Akhir 3.2. Mengukur kehilangan tegangan pada sistem pengisian

Kehilangan tegangan adalah : Ada tegangan yang tidak dapat dimanfaatkan saat sistem bekerja.

Contoh kehilangan tegangan •

Kehilangan tegangan pada kabel

•

Kehilangan tegangan pada saklar

•

Kehilangan tegangan pada terminal

Pengukuran kehilangan tegangan adalah pada kabel pengisian positif dan massa yang diukur dengan Voltmeter pada saat arus maksimal.

Rangkaian Voltmeter untuk mengukur kehilangan tegangan positif dan massa:

Gambar.3.2. Pengukuran kehilangan tegangan pada system pengisian

Kehilangan tegangan tidak boleh lebih dari : Sistem Pengisian

: 7 Volt

0,2 Volt 40


Tugas Akhir 14 Volt

0,4 Volt

28 Volt

0,8 Volt

BAB IV OVERHOUL,ASSEMBLY ALTERNATOR DAN THROUBLE SHOOTING


Tugas Akhir 4.1. Overhoul Alternator dan pemeriksaan komponen

Langkah Kerja : Pembongkaran alternator

y Beri tanda pada rumah depan dan belakang supaya mudah pada saat perakitan lagi

y Lepas roda dan puli dengan sabuk khusus


Tugas Akhir y Lepas baut pengikat rumah belakang dengan depan y Pisahkan unit rumah belakang dari unit rumah depan

y Rotor dilepas dari rumah dengan cara dipres menggunakan alat khusus y Kontrol kelonggaran bantalan. Bila aus lepas pengikat bantalan rotor dan lepas bantalan rotor dari rumah dengan dipres y Lepas pelat diode dari rumah belakang y Lepas stator dari diode dengan menggunakan solder y Lepas rumah sikat – sikat dan meng-ukur panjangnya. Bila terlalu pendek ganti dengan menggunakan solder y Jaga gulungan stator jangan lecet (akibat benturan benda keras) y Pres bantalan pada rumah belakang (beri oli supaya pengepresan mudah) y Solder sikat arang pada rumahnya. Jepit kabel sikat dengan tang lancip supaya panas mengalir ke tang y Pasang rumah sikat

Gambar.4.1 Overhoul Alternator


Tugas Akhir 4.2.Assemblying Alternator y

Solder gulungan stator dengan diode – diode sesuai rangkaian

y

Masukkan stator pada rumah belakang dan pasang pelat diode – diode

y

Jaga gulungan stator dari benturan benda keras

y

Kontrol isolasi pelat diode positif dengan lampu kontrol 110 volt

y

Bersihkan

sisa

–

sisa

timah

penyolderan

y

Pasang bantalan pada rotor dengan dipres menggunakan alat khusus (beri oli supaya pengepresan mudah)

y

Pasang bantalan dengan rotor pada rumah

depan.

(Beri

pengepresan mudah)


oli

supaya

Tugas Akhir y

Tahan sikat – sikat dengan batang khusus (kawat las) supaya tidak patah saat unit rumah depan dengan unit belakang dirakit

y

Rakit unit rumah depan dengan unit rumah belakang dengan posisi yang betul

y

Pasang baut pengikat rumah

y

Pasang unit kipas, roda puli dan kencangkan baut pengikatnya dengan sabuk khusus

y

Kontrol kondisi mekanis alternator. Tidak boleh ada suara berisik, macet atau longgar.

Gambar.4.2 Assemblying Alternator 4.3.

Pengetesan dan penggantian dioda Langkah kerja : Pengetesan kondisi diode 45


Tugas Akhir

• Lepas pelat diode positif dan negatif dan diode pengatur dari alternator

Gambar.4.3 Pengetesan dan penggantian diode

Pengetesan kondisi diode – diode pada arah pengaliran dan arah penghambat dapat dilakukan menggunakan lampu kontrol dengan baterai, Ohmeter, Pipser dan diode tester

4.4.Pengetesan diode

Tabel.4.1. pengetesan diode 46 Universitas Mercubuana

Tugas Akhir Alat pengetes

Interprestasi hasil Baik

Rusak

Baik

Rusak

Lampu

Lampu tidak

Lampu tidak

Lampu

menyala

menyala

menyala

menyala

≈ 0 Ohm

≈∞

≈∞

Menunjuk

Lampu kontrol dan baterai

Ohmmeter batas Ukur 10 k ≈0 Ohm

Pisper (bunyi kontrol)

Bunyi Piiip!

Tidak bunyi

Tidak bunyi

Bunyi Piiip !

Diode tester

Jarum

Jarum diam

Jarum

menunjuk

menunjuk

batas

batas baik

Contoh salah satu diode tester


Jarum diam

Tugas Akhir Aliran penghambatan dan atau pengaliran : baik jarum menunjuk baik rusak jarum diam

Bila hasil rusak maka diode perlu dikeluarkan dan diganti yang baru jangan lupamengetes diode yang baru, Tujuannya adalah : 1. Memastikan kondisi diode 2. Menentukan diode positif dan negative

Mengalir

diode positif

Menghambat

diode negative

Gambar.4.4 Pengetesan diode

4.4.1. Cara pelepasan Dioda Dari Braketnya • Pelepasan diode dari pelat pendingin :


Tugas Akhir Pres diode keluar dari pelat pendingin

menggunakan

alat

khusus

• Pemasangan diode pada pelat pendingin : Pres diode masuk pada pelat pendingin menggunakan alat khusus. Pengepresan tidak boleh melebihi dari batas / bentuk diode. Setelah dipres kontrol kondisi diode lagi. Petunjuk : Ada diode yang bila rusak perlu diganti semua pelat pendinginnya.

Gambar.4.5 Cara pelepasan Dioda Dari

Braketnya

4.4.2. Pemeriksaan Stator

Langkah kerja pemeriksaan Stator : 49 Universitas Mercubuana

Tugas Akhir Pemeriksaan

hubungan

singkat

antara

gulungan menggunakan Ohmmeter pada tiap ujung gulungan

Pemeriksaan

putus

tidaknya

gulungan

menggunakan baterai dan lampu pada tiap ujung gulungan

Lampu menyala ------------ baik

Pemeriksaan hubungan singkat pada massa menggunakan tegangan bolak – balik 110 Volt dan lampu 15 Watt antara tiap ujung gulungan dengan pol stator

Lampu tidak menyala -------- baik

Gambar.4.6 Pemeriksaan Stator

4.4.3 Pemeriksaan rotor

Langkah kerja pemeriksaan Stator : 50 Universitas Mercubuana

Tugas Akhir

Pemeriksaan

hubungan

singkat

antara

gulungan menggunakan Ohmmeter

Pemeriksaan putus tidaknya gulungan rotor dengan baterai dan lampu

Lampu menyala ---------- baik


Tugas Akhir Pemeriksaan hubungan singkat pada massa mengunakan tegangan bolak – balik 110 Volt dan lampu antara ujung gulungan dengan pol rotor

Lampu tidak menyala --------- baik

Pemeriksaan keausan dan keolengan rotor menggunakan dial indikator : y

Batas keausan diameter cincin komutator sesuai manual

y

Batas keolengan cincin komutator 0,03 mm

y

Batas keolengan permukaan pol rotor 0,05 mm

y

Bila cincin komutator oleng atau tidak rata dapat diratakan dengan mesin bubut dengan syarat diameter masih sesuai manual

y

Bila keausan diameter tidak sesuai lagi dengan manual perlu diganti dengan cincin komutator yang baru

y

Lepas ujung – ujung gulungan rotor dari cincin komutator dengan solder


Tugas Akhir Tarik cincin komutator dari poros rotor menggunakan traker

Pres cincin komutator yang baru pada poros rotor menggunakan alat pres (ujung gulungan harus masuk di dalam cincin komutator !)

Solder kembali ujung – ujung gulungan stator pada cincin komutator. Bila hasil solderan tidak rata, ratakan dengan mesin bubut.

Lem ujung gulungan dengan pol rotor

Gambar.4.7 Pemeriksaan Rotor


Tugas Akhir

BAB V PENUTUP 5.1

KESIMPULAN Berdasarkan hasil study kasus dan perhitungan dari data yang penulis dapat menyimpulkan 1. Kondisi komponen electrical baik itu dari rangkaian maupun kualitas dari komponen sistim pengapian sangat mempengaruhi hasil dari sistim pengisian pada kendaraan 2. Dalam menyuplai arus pada sistim pengisian sangat berpengaruh terhadap penggerak utama mesin kendaraan terutama putaran mesin yang bersangkutan. 3. Ada tiga (3) syarat dalam suksesnya sistim pengisian pada kendaraan yaiiu : daya pemakai,kapasitas batere,dan daya alternator 4. Dalam perhitungan beban daya dan arus pemakai mengacu pada jumlah daya arus tetap di tambah jumalah daya arus tidak tetap sama dengan watt total pemakaian daya (PP = PP1 + PP2 –PP = ______________Watt) Arus pemakai (IP)

=

----- IP

= ______________Amper

14V 5. Dalam keberhasilan overhaoul dan assemblying komponen sistim pengisian sst (special tools) sangat di perlukan agar komponen yang di bongkar dan di pasang tidak rusak,untuk alat ukur elektronik dalam kondisi kalibrasi

5.2

Saran Selama kegiatan study kasus yang penulis lakukan terhadap Toyota kijang dengan mesin seri 5 K penulis mempunyai saran sebagai berikut : 1.

Dalam melakukan pengambilan data, pada saat overhoul dan assembly sistim pengisian agar di perhatikan keselamatan kerja.

2.

Disarankan untuk pengukuran beban arus dan suplai arus dari alternator agar posisi standard guna menghindari efek low charging atau over charging 54


Tugas Akhir 3.

Penambahan beban tidak tetap arus agar di perhatikan dengan selalu menghitung suplai arus utama dari alternator atau arus tetap

DAFTAR PUSTAKA 55 Universitas Mercubuana

Tugas Akhir 1. BPM.Arends dan H.Berenshcot di terjemahkan oleh Umar Sukrisno,Motor Bensin,Jakarta : PT.Erlangga,1997. 2. Hino Indonesia MFG (2000), Enggine Texs Throuble shooting vol 1, Jakarta, Hino Motors Co Japan 3. Merc, Versi Basic 1999 , kumpulan spesifikasi,jakarta, PT.Stars Motors Jakarta 4. PT. Stars Motors Indonesia (2001), WhokshopSeminar, Jakarta, Mercedes Benz Truck and Bus 5. VEDC, Bahan Ajar Dan Training texs,panduan ajar SMK oleh VEDC Malang 20072008 6. http/www.trustmechanic.com/ 11 agustus 2008 7. http/www.modul smk.com/google 11 agustus 2008 8. Motor Plus, No.209/IV. Sabtu, 1 Maret 2003 9. Serial modifikasi elektrik : Mari Menghitung beban arus litrik kendaraan, Jakarta : Tabloid 10. Toyota stap 1 (1988),basic training,jakarta, PT.Toyota Astra Motor 11.

Lampiran 56 Universitas Mercubuana

Tugas Akhir

DAFTAR LAMPIRAN 57 Universitas Mercubuana

Tugas Akhir


Tugas Akhir 59 Universitas Mercubuana


Tugas Akhir Terminal alternator Regulator 61 Universitas Mercubuana


Tugas Akhir

Brushless Alternator


Tugas Akhir


Tugas Akhir


Tugas Akhir

Alternator Kompak


TUGAS AKHIR STUDI KASUS SISTEM PENGISIAN BEBAN PEMAKAIAN ARUS LISTRIK PADA KIJANG SERI 5K

Recommend Documents